bài giảng kỹ thuật vi sinh

Phản ứng tổng quát của glycolys: Glc + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2NADH + 2Pyr + 2ATP + 2H2O + 2H+ Trong lên men : 1 phân tử glucose tạo 2 phân tử pyruvate và 2 ATP Trong hô hấp tế bào tạo nhiều ATP hơn. Những phản ứng hiếu khí sử dụng sản phẩm của glycolys nhưng chúng không được xem như là một phần của glycolys . Sự hô hấp hiếu khí ở eukaryote tạo 34 ATP 1 mole glucose bịTS. oxy hóa. Đặng Vũ Bích HạnhPhản ứng tổng quát của glycolys: Glc + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2NADH + 2Pyr + 2ATP + 2H2O + 2H+ Trong lên men : 1 phân tử glucose tạo 2 phân tử pyruvate và 2 ATP Trong hô hấp tế bào tạo nhiều ATP hơn. Những phản ứng hiếu khí sử dụng sản phẩm của glycolys nhưng chúng không được xem như là một phần của glycolys . Sự hô hấp hiếu khí ở eukaryote tạo 34 ATP 1 mole glucose bịTS. oxy hóa. Đặng Vũ Bích Hạnh

Trang 1

1

VI SINH VẬT MÔI TRƯỜNG

TS.Đặng Vũ Bích Hạnh Khoa Mơi trường và Tài nguyên Đại học Bách Khoa TP.HCM TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách

Khoa TP.HCM

2 TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách

Khoa TP.HCM

Trang 2

3

TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách

Khoa TP.HCM

Trang 3

!   Tài liệu được đưa lên BKEL hàng tuần Sinh

viên tải về, in ra và mang theo khi lên lớp học

Điểm tổng kết mơn học được đánh giá xuyên

6

Giới thiệu chung

1 Cơ bản các quá trình của môi trường

2 Quyết định đến sức khỏe môi trường

TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM

Trang 4

Khoa TP.HCM

Trang 5

9

Chương 1: Khái niệm cơ bản về vi sinh

vật trong môi trường

1.1 Định nghĩa và phân loại :

1.1 Vi sinh vật trong đất

1.2 Vi sinh vật trong nước

1.3 Vi sinh vật trong không khí

10

Trang 6

11

12

vật trong môi trường TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách

Khoa TP.HCM

Trang 7

13

Trang 8

15

Trang 9

17

vật trong kỹ thuật môi trường TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách

Trang 10

19

1.1.2 Cấu trúc

Trang 11

Trang 12

!   PROKARYOTE # TIỀN NHÂN

23

Chức năng : duy trì hình dạng và tính ổn định

của tế bào, neo chặt các bào quan

Trang 13

Trang 15

Trang 16

Trang 18

Trang 19

Trang 21

Bào tử của Bacteria

Trang 22

Trang 23

vật trong kỹ thuật môi trường

Trang 24

Trang 25

Khoa TP.HCM

Trang 26

51

Schematic of a Cytomegalovirus

52

Icosahedral

Helical TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách

Khoa TP.HCM

Trang 27

Khoa TP.HCM

Trang 28

Khoa TP.HCM

Trang 29

Trang 30

59

60

1.4 NẤM 1.4.1 Đặc điểm chung :

cao/ độ ẩm thấp/ nghèo nitơ…( ngược lại với vi khuẩn) TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách

Khoa TP.HCM

Trang 31

61

1.4 NAÁM 1.4.2 Naám men :

Trang 32

Sinh sản nẩy chồi ( Schaccaromyces spp.) hoặc nhân đôi

(Schizosaccharomyces spp.) hoặc bào tử TS.Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách

Trang 33

1

TS.Đặng Vũ Bích Hạnh Khoa Mơi trường và Tài nguyên Đại học Bách Khoa TP.HCM

TS Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM

1.4 NẤM 1.4.3 Nấm mốc :

! Khuẩn ty khí sinh và khuẩn ty

cơ chất (hình vẽ)

TS Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH

Trang 34

Khuaån ty cô chaát

Khuaån ty khí sinh

Trang 36

Khuẩn ty khí sinh

1.4.3 Nấm mốc :

! Ký sinh hoặc hoại sinh TS Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH

Trang 37

1.4.3 Nấm mốc :

! Khuẩn ty có hoặc

không có vách ngăn

! Ký sinh hoặc hoại sinh

! Đa bào hoặc đa nhân

Trang 40

-   Không có hệ thống rễ, cuống, lá như thực vật

-   Có cấu trúc tương tự nhau : dẹt, phẳng để quang hợp

tối đa , rễ giả bám vào giá thể ( như đá, lớp trầm tích)

-   Cộng sinh / nội cộng sinh trong protozoa, nhuyễn thể,

san hô, thực vật, nấm ( địa y)

-   Sinh sản vô tính hoặc hữu tính

1 số loại tảo hóa thạch

Trang 41

Bùng nổ tảo

Trang 46

Van đối xứng hai bên

Van thẳng không

Lớp Coscinodiscophyceae

Bộ Fragilariales

Họ Fragilariaceae Van dị cực

Có gai trên rìa van

Bộ Acnanthales

Van đối xứng

ở đỉnh trục không

Rãnh phát triển

Bộ Eunotiales không không Rãnh ở rìa van có

Bộ Rhopalodiales

Có

Bộ Cymbellales

Họ Rhopalodiaceae

Họ Achnanthaceae

Họ Eunotiaceae Họ Cymbellaceae Gân nằm trên 1

Có

Vân xuyên tâm

Bộ Naviculales

Họ Naviculaceae

Có Chi Adlafia

Họ Amphipleuraceae không Chi Amphipleura Loài Amphipleura pellucida Rãnh được

bao bởi kênh

Có Bộ Bacillariales Họ

Bacillariaceae Vân thô Chi Bacillaria

Có Loài Bacillaria paradoxa

Chi Cylindrotheca Không

Bộ Surirellales

Rãnh chạy dọc rìa van Rãnh được bao bởi kênh

Họ Surirellaceae

Có Chi Cymatopleura Không Loài Cymatopleura Chi Campylodiscus không CampylodiscusLoài hibernicus Van dài, mỏng

Có

Chi Stenopterobia

Có Chi Surirella Không Loài Surirella amphioxys

Tâm hình sao Chi Discostella có

Chấm nhỏ kéo từ tâm ra vành dĩa Không Họ:Stephanodiscaeae Có

và cận biên Không

Chi:Cyclotella Có

Vân xuyên tâm, gai biên Không

Chi Stephanodiscus Có

Họ Melosiraceae Có Chi Melosira Loài Melosira undulata Loài Melosira varians Mặt hơi vòm

Họ Thalassiosiraceae Không Chi Spicaticribra Có Chi Thalassiosira Không Loài Thalassiosira lacustris Loài Thalassiosira weissflogii Ống kéo dài,

van silic Có SkeletonemataceaeHọ Chi Skeletonema Loài Skeletonema costatum Chỉ có một lớp vách tế bào Không Chi Stephanocyclus

Có Stephanocyclus Loài planus Van uốn lượn Không Chi Pliocaenicus Loài Pliocenicus hercynicus

27

Trang 48

Diatom

31

Selections from Ernst Haeckel 's 1904 Kunstformen der Natur (Art Forms

of Nature), showing pennate (left) and centric (right) frustules.TS Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH Bách Khoa TP.HCM 32

Trang 49

Several species of fresh-water diatoms 33

A budget of the ocean's silicon cycle 34

Trang 50

Sexual reproduction of a pinnate diatom

(morphological isogamy , physiological anisogamy )

35

Sexual reproduction of a centricdiatom(oogamy)

36

Trang 51

Sexual reproduction of a centric diatom (oogamy)

!   Hiếu khí hoàn toàn

!   Sống trong nước

!   Không có vách tế bào, thân mềm

!   Eukaryote

Trang 53

Flagellate : Ceratium hirundinella

Trang 54

Flagellate : Giardia lamblia TS Đặng Vũ Bích Hạnh - ĐH

Trang 56

Amoeba : Ammonia tepida

Trang 58

Peranema with bacteria and algae

Trang 61

Bách Khoa TP.HCM

Trang 65

Daphnia pultex

Trang 66

1

TS.Đặng Vũ Bích Hạnh Khoa Mơi trường và Tài nguyên Đại học Bách Khoa TP.HCM TS.Đặng Vũ Bích Hạnh

2

2.7 Sinh lý học sự sinh trưởng

2.7.1 Tăng trưởng logarit và thời gian thế hệ

! Tế bào nhân đôi

! Số lượng tăng theo thời gian

! Số lượng tế bào tăng lên theo hàm mũ

(tăng trưởng hàm mũ) N = N o 2 n

TS.Đặng Vũ Bích Hạnh

Trang 67

3

2.7.1 Tăng trưởng logarit và thời gian thế hệ

!  Thời gian giữa hai lần nhân đôi : thời gian thế

hệ

!  Số lượng tế bào theo thời gian biểu diễn bằng

đồ thị tương quan giữa hàm logarithm của số tế

bào theo thời gian nuôi

TS.Đặng Vũ Bích Hạnh 4

Trang 68

5

2.7.2 Sinh trưởng của VSV và các đường

cong sinh trưởng

6

Chu kỳ 4 pha:

+ pha tiềm tàng (lag phase)

+ pha hàm mũ (exponential phase)

+ pha ổn định (stationary phase)

+ pha chết (death phase)

Trang 70

Exponential growth/decay formula

x(t) = x 0 × (1 + r) t

"   x(t) is the value at time t

"   x 0 is the initial value at time t=0

"   r is the growth rate when r>0 or decay rate when r<0, in

percent

"   t is the time in discrete intervals and selected time units

9 TS.Đặng Vũ Bích Hạnh

10

2.7.3 Sinh trưởng của VSV trong điều kiện

nuôi cấy liên tục (trong mô hình dòng chảy)

Trang 71

11

3 Enzym

3.1 Định nghĩa : Xúc tác sinh học

Protein

Trong phản ứng enzym :

! Một phân tử tham gia : cơ chất

! Enzym gắn và chuyển hóa thành chất

khác : sản phẩm

Trang 72

3.2 Trung tâm hoạt động : TS.Đặng Vũ Bích Hạnh 13

Trang 73

Tính đặc hiệu

"   Enzym chỉ tác dụng lên một số cơ chất và

một số kiểu nối hóa học nhất định trong

phản ứng→tính đặc hiệu

"   Đặc hiệu lập thể: chỉ tác dụng lên một dạng

đồng phân quang học Enzym cũng thể hiện

tính đặc hiệu với các đồng phân hình học:

chỉ tác dụng lên một dạng đồng phân cis

"   Đặc hiệu tuyệt đối: Enzym chỉ có khả

năng tác dụng lên một cơ chất nhất định

Cấu trúc trung tâm hoạt động của enzym

phải kết hợp chặt chẽ với cấu trúc của cơ

chất, một khác biệt nhỏ về cấu trúc của

cơ chất cũng làm enzym không xúc tác

được

Trang 74

"   Đặc hiệu tương đối: enzym cĩ tác dụng lên

một kiểu nối hĩa học nhất định trong phân tử

cơ chất mà khơng phụ thuộc vào bản chất hĩa

học của các cấu tử tham gia tạo thành liên kết

đĩ

"   Đặc hiệu nhĩm: Enzym cĩ khả năng tác dụng

lên một kiểu liên kết nhất định khi một hay hai

cấu tử tham gia tạo thành liên kết này cĩ cấu

3 Enzym

3.4 Động học enzym : Nghiên cứu quá

trình gắn ES và sự hình thành P

Trang 76

3 Enzym

3.5 Chất ức chế :

3.5.1 Ức chế cạnh tranh

3.5.2 Ức chế không cạnh tranh

Trang 77

23

Types of inhibition

Trang 79

27

3 Enzym

3.6 Quy ước đặt tên :

3.6.2 Quy định quốc tế :

Mô tả kiểu phản ứng enzym xúc tác + ase

Trang 80

! EC 1.6 NADH hay NADPH

! EC 1.7 hợp chất chứa N

3.6 Enzym (E.1)- oxydoreductase

! EC 1.12 H như là chất cho

! EC 1.13 chất cho đơn phân liên kết với O

! EC 1.14 chất cho là pair liên kết với O

! EC 1.15 superoxide nhứ chất nhận

! EC 1.16 oxy hóa ion kim loại

! EC 1.17 nhóm CH và CH2

! EC 1.18 iron-sulfur của protein như chất cho

! EC 1.19 khử flavodoxin như chất cho

! EC 1.20 P và As trong chất cho

! EC 1.21 X-H và Y –H từ nối X-Y

! EC 1.97 những enzym oxy hóa khử khác TS.Đặng Vũ Bích Hạnh

Trang 81

31

Gồm 9 nhóm

"   EC 2.1 chuyển vị nhóm gồm 1 carbon

"   EC 2.2 chuyển vị aldegyde hay ketone

"   EC 2.3 chuyển hóa alcyl

"   EC 2.4 chuyển hóa glycosyl

"   EC 2.5 chuyển vị alkyl , aryl hay nhóm methyl khác

"   EC 2.6 chuyển hóa nhóm nitrogen

"   EC 2.7 chuyển hóa những nhóm chứa phospho

"   EC 2.8 chuyển hóa những nhóm chứa sulfur

"   EC 2.9 chuyển hóa nhóm chứa selenium

3.6 Enzym (E.2)- Transferase

32

! EC 3.1 : thủy phân nối ester ( esterases )

! EC 3.2 : nối đường( glycosylases )

! EC 3.3 : nối ether

! EC 3.4 : nối peptide ( peptidases )

! EC 3.5: nối carbon-nitrogen và nối peptide khác

! EC 3.6: nối acid anhydrides

Trang 82

! EC 4.5 phân cắt nối carbon-halide

! EC 4.6 phân cắt nối phosphorus-oxygen như

! EC 5.1 gồm các enzym xúc tác racemin hóa

(racemases) và epimerin hóa (epimerases)

! EC 5.2 xúc tác sự đồng phân hóa đồng phân hình

học (cis-trans )

! EC 5.3 nội phân tử oxidoreductase

! EC 5.4 nội phân tử transferases (mutases)

! EC 5.5 nội phân tử lyases

! EC 5.99 nội phân tử isomerases

3.6 Enzym (E.5)- isomerase

Trang 83

35

3.6 Enzym (E.6)- Ligase

36

3.7 Điều hòa tổng hợp enzym

!   Một vài loại enzym được tổng hợp trong thể bất

hoạt gọi là zymogen hay proenzym

!   Các enzyme này cần được phân giải bởi protease

để trở thành thể hoạt động

!   Enzym peptidase ( và chymotrypsin) là những ví dụ

của những enzym zymogen : trypsinogen,

chymotrypsinogen và pepsinogen Sau khi một phần

nhỏ của protein được phân giải , enzym sẽ thay đổi

cấu tạo để chuyển thành thể hoạt động

Trang 84

!   Nồng độ của enzym có thể được kiểm soát trong cơ thể bởi

sự tổng hợp và phân giải

!   Khám phá đầu tiên ở E.coli ,khảo sát cấu trúc DNA dưới đây

gồm có : operon – đoạn DNA mã hoá cho một nhóm enzym

tương quan và các protein khác

!   Đặc biệt , E.coli có chứa một vùng gọi là lac operon được mã

hóa tổng hợp 3 enzym là beta-galactosidase, permease và

acetylase Beta galactosidase là một enzym chuyển hóa lactose

thành glucose và được biết như nguồn năng lượng của E.coli

!   Gần lac operon là 3 đoạn ngắn của DNA chứa : gen điều hoà –

mã hóa cho việc tổng hợp repressor protein, promoter – hiệu

lệnh bắt đầu để đọc và tạo protein và operator – được sử dụng

để gắn repressor protein TS.Đặng Vũ Bích Hạnh 38

Trang 85

!  Trong điều kiện bình thường , repressor protein được hình thành do

gen điều hòa Không có sự hiện diện của lactose thì repressor protein

sẽ gắn lên operator

!  Sự tạo thành mRNA từ DNA phụ thuộc vào RNA polymerase gắn lên

promoter và tạo mRNA.Tuy nhiên nó không thể vượt qua repressor vì

vậy sự tổng hợp mRNA sẽ bị “ shut down”

!  Khi lactose hiện diện, chúng gắn lên allosteric của repressor protein

làm protein này thay đổi cấu tạo và rời operon

!  DNA phụ thuộc RNA polymerase lúc này được phóng thích và có

thể trượt dọc theo sợi DNA tạo mRNA trong một quá trình gọi là

sao chép mRNA này đưoợc sử dụng tạo protein gọi là dịch mã

!  Vì vậy, khi E.coli bắt gặp lactose , lac operon sẽ “ turn on” và

beta-galactosidase được tổng hợp

Trang 86

41

4.I Chuyển hoá năng lượng

! Adenosine 5'-triphosphate (ATP), phát hiện

năm 1929 ( Karl Lohmann)

! Là một nucleotide đa chức năng

! Là “ phân tử tiền tệ” của trao đổi năng lượng

nội bào

! ATP trao đổi năng lượng hĩa học giữa những

tế bào

! Được tạo thành như nguồn năng lượng của

các quá trình quang hợp, hơ hấp tế bào

4 CÁC CƠ CHẾ CƠ BẢN CỦA SỰ TRAO ĐỔI CHẤT

VÀ NĂNG LƯỢNG

42

$   Cấu trúc bao gồm 1 Adenine ( Purin base) gắn

Carbon số 1 của đường pentose 3 nhĩm

phosphate gắn ở vị trí carbon số 5 của pentose

$   ATP là một trong 4 monomer bắt buộc của sự tổng

hợp ribonucleic acid

$   ATP cung cấp phosphate cho những phản ứng

protein kinase trong những con đường hiệu lịnh

truyền tính trạng

4 CÁC CƠ CHẾ CƠ BẢN CỦA SỰ TRAO ĐỔI CHẤT

VÀ NĂNG LƯỢNG

Định dạng
Số trang	125
Dung lượng	32,71 MB